發(fā)動機(jī)基本知識

圖圖1-（1）曲柄連桿機(jī)構(gòu)（圖1-7）曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動零件。量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動。圖1-7它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,并從曲軸對外輸出動力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動。圖1-7⑵配氣機(jī)構(gòu)（圖1-8）配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一圖1-8般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。⑶燃料供給系統(tǒng)（圖1-9）汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。（4）潤滑系統(tǒng)（圖1-10）潤滑系的功用是向作相對運(yùn)動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。圖1-10⑸冷卻系統(tǒng)（圖1-11）冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。圖1-11（6）點(diǎn)火系統(tǒng)（圖1-12）在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、圖圖1-12發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。圖1-13⑺起動系統(tǒng)（圖1-13）圖1-13要使發(fā)動機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運(yùn)動使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機(jī)開始自動地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機(jī)的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機(jī)的起動系。汽油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動系組成;柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點(diǎn)火系。③發(fā)動機(jī)常用術(shù)語'③常用術(shù)語及釋義：上止點(diǎn)：活塞在氣缸里做往復(fù)直線運(yùn)動時，當(dāng)活塞向上運(yùn)動到最高位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的極限位置，稱為上止點(diǎn)。下止點(diǎn)：活塞在氣缸里做往復(fù)直線運(yùn)動時，當(dāng)活塞向下運(yùn)動到最低位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的極限位置，稱為下止點(diǎn)?；钊谐蹋夯钊麖囊粋€止點(diǎn)運(yùn)動到另一止點(diǎn)的距離，即上、下止點(diǎn)之間的距離稱為活塞行程。一般用s表示，對應(yīng)一個活塞行程，曲軸旋180°。曲柄半徑：曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心之間的距離稱為曲柄半徑，一般用R表示。通?；钊谐虨榍霃降?倍，即s=2R。氣缸工作容積：活塞從一個止點(diǎn)運(yùn)動到另一個止點(diǎn)所掃過的容積，稱為氣缸工作容積。燃燒室容積：活塞位于上止點(diǎn)時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為燃燒室容積。氣缸總?cè)莘e：活塞位于下止點(diǎn)時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總?cè)莘e。氣缸總?cè)莘e就是氣缸工作容積和燃燒室容積之和。發(fā)動機(jī)排量：多缸發(fā)動機(jī)各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機(jī)排量。壓縮比：壓縮比是發(fā)動機(jī)中一個非常重要的概念，壓縮比表示了氣體的壓縮程度，它是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比，即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。通常汽油機(jī)的壓縮比為6—10，柴油機(jī)的壓縮比較高，一般為16—22。工作循環(huán)：每一個工作循環(huán)包括進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣過程，即完成進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣4個過程叫一個工作循環(huán)。發(fā)動機(jī)的編號規(guī)則為了便于內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)管理和使用，國家標(biāo)準(zhǔn)。8725-82）《內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則》中對內(nèi)燃機(jī)的名稱和型號作了統(tǒng)一規(guī)定。內(nèi)燃機(jī)的名稱和型號內(nèi)燃機(jī)名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機(jī)、柴油機(jī)、煤氣機(jī)等。內(nèi)燃機(jī)型號由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。內(nèi)燃機(jī)型號由以下四部分組成:.首部：為產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示但需主管部門核準(zhǔn)。.中部：由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。.尾部：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及符號所代表的意義規(guī)定如下：首部中部后榭首部中部后榭尾部型號編制舉例(1)汽油機(jī)1E65F:表示單缸，二行程，缸徑65mm,風(fēng)冷通用型4100Q:表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用4100Q-4：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品CA6102：表示六缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型，CA表示系列符號8V100：表示八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號CA488：表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號(2)柴油機(jī)195：表示單缸，四行程，缸徑95mm,水冷通用型165F：表示單缸，四行程，缸徑65mm,風(fēng)冷通用型495Q：表示四缸，四行程，缸徑95mm,水冷車用6135Q:表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用X4105:表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，乂表示系列代號四行程柴油機(jī)的工作原理四行程柴油機(jī)(圖1)和四行程汽油機(jī)的工作過程相同，每一個工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個行程，但由于柴油機(jī)使用的燃料是柴油，柴油與汽油有較大的差別，柴油粘度大，不易蒸發(fā)，自燃溫度低，故可燃混合氣的形成，著火方式，燃燒過程以及氣體溫度壓力的變化都和汽油機(jī)不同，下面主要分析一下柴油機(jī)和汽油機(jī)在工作過程中的不同點(diǎn)。點(diǎn)。四行程柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中所不同的是柴油機(jī)吸入氣缸的是純空氣而不是可燃混合氣，在進(jìn)氣通道中沒有化油器，進(jìn)氣阻力小，進(jìn)氣終了時氣體壓力略高于汽油機(jī)而氣體溫度略低于汽油機(jī)。進(jìn)氣終了時氣體壓力約為0.0785~0.0932MPa，氣體溫度約為300~370K。壓縮行程壓縮的也是純空氣，在壓縮行程接近上止點(diǎn)時，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，柴油和空氣在氣缸內(nèi)形成可燃混合氣并著火燃燒。柴油機(jī)的壓縮比比汽油機(jī)的壓縮比大很多（一般為16-22），壓縮終了時氣體溫度和壓力都比汽油機(jī)高，大大超過了柴油機(jī)的自燃溫度。壓縮終了時，氣體壓力約為3.5~4.5MPa，氣體溫度約為750-1000K，柴油機(jī)是壓縮后自燃著火的，不需要點(diǎn)火，故柴油機(jī)又稱為壓燃機(jī)。柴油噴入氣缸后，在很短的時間內(nèi)與空氣混合后便立即著火燃燒，柴油機(jī)的可燃混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的，而不象汽油機(jī)那樣，混合氣主要是在氣缸外部的化油器中形成的。柴油機(jī)燃燒過程中氣缸內(nèi)出現(xiàn)的最高壓力要比汽油機(jī)高得多，可高達(dá)6~9MPa，最高溫度也可高達(dá)2000~2500K。作功終了時，氣體壓力約為0.2~0.4MPa，氣體溫度約為1200~1500K。柴油機(jī)的排氣行程和汽油機(jī)一樣，廢氣同樣經(jīng)排氣管排入到大氣中去，排氣終了時，氣缸內(nèi)氣體壓力約為0.105~0.125MPa，氣體溫度約為800~1000K。柴油機(jī)與汽油機(jī)比較，柴油機(jī)的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率低，同時柴油價格較低，因此，柴油機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性能好，而且柴油機(jī)的排氣污染少，排放性能較好。但它的主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低，質(zhì)量大，噪聲大，振動大，制造和維修費(fèi)用高。在其發(fā)展過程中，柴油機(jī)不斷發(fā)揚(yáng)其優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，提高速度，有望得到更廣泛地應(yīng)用。④三大偶件什么是三大偶件柱塞副、出油閥和噴油嘴偶件是柴油機(jī)的三大精密偶件。其技巧狀態(tài)直接影響柴油機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性。維持三大精密偶件始終處于良好的技巧狀態(tài)，是應(yīng)用保養(yǎng)的一項(xiàng)首要內(nèi)容。三大精密偶件的正常應(yīng)用壽命一般為2500h以上。但據(jù)調(diào)查，應(yīng)用壽命超過1500h者了了無幾，一般多在500h左右，有的甚至只應(yīng)用幾十小時。除制造質(zhì)量和保管欠妥帖原因之外，以亂拆亂卸、清洗不當(dāng)、應(yīng)用劣質(zhì)燃油等造成三大偶件毀壞的原因?yàn)槎嘁?。燃油質(zhì)量低劣或用油不清潔應(yīng)用劣質(zhì)燃油（煤油和機(jī)油、柴油混雜油等），其潤滑性能、密封性能以及粘度不能滿足應(yīng)用要求，均會引起噴油泵泵油壓力不足、磨損加劇和噴油嘴積炭等故障。此外，燃油未經(jīng)凈化處理，應(yīng)用的加油工具不清潔、燃油濾清裝置毀壞，密封圈漏裝、錯裝或毀壞，拆除濾芯，以使油路“暢通”等差錯做法，都會使三大精密偶件應(yīng)用壽命縮短。三大偶件的作用1、噴油泵柱塞偶件作用為調(diào)節(jié)外套改變油量，把低壓柴油升壓。2、出油閥偶件作用為使高壓油管內(nèi)柴油保持一定壓力，防止柴油倒流，促使柱塞偶件柴油升壓后和噴油后對油路的影響，減小波動。3、噴油嘴偶件作用為及時地開啟或關(guān)閉向氣缸內(nèi)噴入柴油或停止噴入，促使柴油按柴油機(jī)要求霧化。這三個偶件也是柴油機(jī)加工最精密的部件。噴油嘴偶件噴油中將燃油霧化，并分布在燃燒室內(nèi)與空氣混合的部件。它主要由噴油嘴和噴油器體組成。它在缸蓋上的安裝位置與角度取決于燃燒室的設(shè)計(jì)。噴油器的噴霧特性包括霧化粒度、油霧分布、油束方向、射程和擴(kuò)散錐角等。這些特性應(yīng)符合柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)的要求，以使混合氣形成和燃燒完善，并獲得較高的功率和熱效率。噴油器分為開式和閉式兩種。開式噴油器結(jié)構(gòu)簡單，但霧化不良，很少被采用。閉式噴油器廣泛應(yīng)用在各種柴油機(jī)上。噴油器噴油嘴由針閥和針閥體這一對精密偶件組成。調(diào)壓彈簧將針閥緊壓在針閥體上，使之呈關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)噴油泵開始壓油，油路內(nèi)產(chǎn)生高壓波，并以聲速由噴油泵端向噴油嘴端傳播。油壓作用到針閥的上錐面上，克服彈簧力使針閥升起，從而使燃油流進(jìn)壓力室經(jīng)噴孔噴出。油泵一旦停止供油，油壓下降，在彈簧力作用下針閥當(dāng)即關(guān)閉。調(diào)整彈簧的松緊可以改變噴油器開啟壓力。噴油器按頭部形狀分為孔式、軸針式和節(jié)流式。4孔以下的噴油器用于半開式燃燒室（見柴油機(jī)）；孔數(shù)更多的噴油器大多用于開式燃燒室。這種噴油器每孔可噴出錐角不大、射程較長的油束?？讛?shù)、孔徑和孔壁厚度對噴霧特性有影響，依柴油機(jī)機(jī)型而定。軸針式噴油器用于渦流室、預(yù)燃室等分隔式燃燒室和復(fù)合式燃燒室中。針閥頭部的軸針穿過噴孔，形成環(huán)形噴射通路，能使噴出的油霧呈空心錐狀。節(jié)流式與軸針式類似，只是靠改變軸針形狀使針閥上升時形成節(jié)流，借以改變噴油規(guī)律，使柴油機(jī)工作柔和。噴油器嘴端與燃?xì)饨佑|，溫度很高。強(qiáng)化的柴油機(jī)常用長型噴油嘴，使針閥與針閥體的精密配合部分距燃燒室遠(yuǎn)些，以免這對偶件受熱膨脹變形，發(fā)生卡滯。大型高強(qiáng)化柴油機(jī)采

用冷卻式噴油嘴。另有一種鉛筆式噴油器，尺寸較小，既便于在缸蓋上布置，又與燃?xì)饨佑|少，適用于小型高速柴油機(jī)。柱塞偶件與出油閥偶件柱塞泵的泵油機(jī)構(gòu)包括兩套精密偶件：柱塞(plunger)+柱塞套(barrel)構(gòu)成柱塞偶件(plungerandbarrelassembly)(ffl1-11出油閥(deliveryvalve)和